卫星互联网行业研究:6G时代空天地一体化的关键

卫星互联网具有广覆盖、低时延、高网速、低成本的特点,是实现 6G 天地融合、万物互联的关键。

卫星互联网具有广覆盖、低时延、高网速、低成本的特点,是实现 6G 天地融合、万物互联的关键。卫星互联网是以大规模组网形式运行的低轨道卫星(LEO)星座,向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。6G 的关键特征之一即实现空天地一体融合。6G 的空天地一体网络架构将以地面蜂窝移动网络为基础,结合低轨道通信卫星的特点,通过多种异构网络的深度融合来实现海陆空全覆盖,为市场带来新的机遇。

欧美抢先布局规划,卫星互联网商业模式已得到初步验证。低轨卫星通信网络等领域是大国太空和军事战略博弈的必争之地。高科技企业纷纷通过LEO 高通量卫星进入市场,仅在 2015 年年初 4 个月的时间内,ITU 收到的低轨互联网星座申请,已涉及卫星数量高达上万颗。OneWeb 和 Starlink 等低轨宽带星座已逐步开启商业服务。据 Starlink 官网,截至 2023 年 5 月,Starlink 用户数已达到 150 万以上,距 2021 年开启个人宽带商业服务以来实现了爆发式增长。我们认为,在卫星互联网相关商业模式已得到初步验证的情况下,具有一定的可复制性。

全球代表星座 Starlink 星链将部署超万颗的低轨卫星,资源整合、低成本、坚持技术驱动是星链保持领先优势的关键。美国 SpaceX 公司首席执行官埃隆·马斯克于 2015 年宣布 Starlink 星链项目,将向近地轨道发射星链卫星,组建一个巨型低轨道卫星星座。预计卫星发射总规模为 4.2W 颗。截止到 2023 年 7 月 30 日 Starlink 星链共有卫星 4784 颗,在轨 3885,392 颗burned 降轨。星链在卫星设计方面采用模块化设计来提升生产效率,器件方面采用工规级器件大幅降低成本,通过低成本+高频率的发射卫星实现快速组网和技术迭代,“猎鹰 9”号运载火箭一次可发射 60 枚卫星。可回收技术降低单次火箭发射成本,多次后稳定在初次发射成本的约 1/3。通过整合资源、技术创新星链做到了商业环节的最优化,低成本火箭的研发成功促成“星链”计划的大规模建设。

我国正在加速推进卫星互联网部署,星网集团成立吹响“集结号”。2020 年4 月,发改委明确“新基建”范围,包括以卫星互联网为代表的通信网络基础设施,作为“新基建”方向之一。“十三五”期间,以中国航天科技和中国航天科工为主的两大央企分别提出了“鸿雁星座”和“虹云工程”低轨卫星互联网计划,并发射了试验卫星。目前国内已发布的卫星星座项目计划中组网数量在 30 颗以上的低轨道卫星项目已达 10 个,项目规划总卫星发射数量超过 1 万颗,卫星发射将集中在 2022-2025 年。中国星网作为我国卫星互联网行业的“带头人”,是中央直接管理的唯一一家从事卫星互联网设计建设运营的国有骨干型企业。2020 年 9 月份,中国“国网”公司向国际电信联盟(ITU)递交了频谱分配档案,卫星数量为 12992 颗,力争实现 2024年 6 月前首飞目标任务(即星网工程发射任务)。预计在 2029 年中国星网星座完成至少 1299 颗卫星的发射入轨;在 2032 年完成至少 6496 颗卫星的发射入轨;并在 2034 年底前,中国星网星座有望建设完成并投入使用。

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